• 제목/요약/키워드: electronic structure and magnetism

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Fe-Al 전이금속 화합물의 자성과 결정구조의 상관관계에 대한 밀도범함수연구 (Density Functional Study on Correlation between Magnetism and Crystal Structure of Fe-Al Transition Metal Compounds)

  • 윤원석;김인기
    • 한국자기학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.43-47
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    • 2011
  • Fe-Al 계의 전이금속 화합물은 구조적 안정성과 자성에 대한 이견이 많은 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 B2, $L1_2$, 및 $D0_3$ 구조를 갖는 Fe-Al 계 화합물의 자성과 원자구조의 상관관계를 논의하기 위해 전전자 총퍼텐셜선형보강평면파(all-electron fullpotential linearized augmented plane wave; FLAPW) 방법을 이용하여 일반기울기 근사(generalized gradient approximation; GGA) 하에서 계산하였다. 고려한 모든 구조에서 강자성이 비자성에 비해 안정한 것으로 계산되었다. Fe 원자의 계산된 스핀 자기모멘트는 B2, $L1_2$ 구조에서 각각 0.771 ${\mu}_B$, 2.373 ${\mu}_B$의 값을 얻었고, $D0_3$ 구조의 Fe(I) 및 Fe(II) 원자들은 각각 2.409 ${\mu}_B$, 1.911 ${\mu}_B$로 계산 되었다. $Fe_3Al$의 같은 조성을 갖는 $L1_2$$D0_3$ 구조간의 안정성을 조사하기 위하여 형성 엔탈피 계산을 통해 강자성 상태에서 16 meV/atom의 에너지 차이로 $D0_3$ 구조가 $L1_2$ 구조보다 더 안정함을 확인하였다. 이 결과는 실험연구와 잘 일치하며, 원자구조와 전자구조의 분석을 통해 구조적 안정성과 자성에 대해 이해하였다.

V/W(001) 계의 전자 구조와 자성 (ELECTRONIC STRUCTURE AND MAGNETISM OF V/W(001))

  • 장영록;김인기;이재일
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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    • pp.36-37
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    • 2002
  • 귀금속(noble metal)이나 전이금속(transition metal) 밑층(substrate) 위에 높여진 금속 웃층(metal overlayer)의 자성(magnetism) 연구는 오랫동안 많은 관심의 대상이 되었고, 특히 전이금속을 웃층으로 사용한 경우에 대해서 많은 연구가 있었다 [1]. 전이금속 중에서 바나듐(vanadium; V)은 덩치(bulk) 상태에서는 자성을 가지지 않지만, 귀금속인 Ag(001) 혹은Cu(001) 위에 놓여지면 자성을 가지게 된다는 보고가 있었다 [2]. (중략)

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Ag(001) 표면 위에 놓인 Fe 선의 자성과 전자구조 (First-principles Study on Magnetism and Electronic Structure of Fe Chain on Ag(001))

  • 김영구;이재일
    • 한국자기학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.217-220
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    • 2005
  • 제일원리적 에너지 띠 계산 방법인 전 전자 총 퍼텐셜 선형보강평면파동(all-electron full-potential linearized augmented plane ave) 방법에 일반기울기근사(generalized gradient approximation)를 채용하여 Ag(001) 표면 위에 [110] 방향으로 놓인 Fe 선의 전자구조와 자성을 이론적으로 연구하였다. Fe 선의 원자당 자기모멘트는 $3.02\;{\mu}_B$로 Cu(001) 위에 놓인 Fe[110] 선의 값($2.99\;{\mu}_B$) 보다 약간 컸다. Fe 선의 자기모멘트가 상당히 증가한 것은 이웃한 결합수가 줄어들고 그 결과로 Fe-d 전자상태의 띠폭이 줄어들어 국소화 되고 스핀분리가 증가하였기 때문이다. Fe-d 전자상태의 띠 폭은 약 1.6eV였으며 스핀분리는 약 3.2 eV였다.

Ir(001) 위의 철 단층의 자성에 대한 전자구조 연구 (Electronic Structure and Magnetism of Fe Monolayer on Ir(001))

  • 김동철;이재일
    • 한국자기학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.171-175
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    • 2009
  • Ir(001) 표면 위에 얹혀진 철 단층의 자성을 제일원리 전자구조 계산방법을 이용하여 이론적으로 탐구하였다. 비교를 위하여 Fe와 Ir이 규칙적으로 반반 섞인 위층에 대하여도 계산하였다. 모두 Fe로 이루어진 단층의 경우 철원자의 자기모멘트는 2.95 보어마그네톤으로 비교적 큰 값을 가졌으며, Fe와 Ir이 반반 섞인 위층에서 Fe의 자기모멘트는 2.83 보어마그네톤이었다. 이러한 자성과 전자구조의 자세한 면은 계산된 상태밀도와 스핀밀도를 통하여 논의한다. 각 위층 원자의 평형위치를 구하기 위해 총에너지와 원자힘 계산을 하였다. 그 결과 Fe 위층에서의 Fe 원자위치가 Fe와 Ir이 반반 섞인 위층의 Fe 위치보다 Ir 기판에 다소 가까웠다.

CsCl 구조를 가지는 CoX(X = Ti, V, Nb) (001) 표면의 자성에 대한 제일원리 연구 (A First-principles Study on the Surface Magnetism of the CsCl Structured CoX (X = Ti, V, Nb) (001) Surface)

  • 김동철
    • 한국자기학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.139-143
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    • 2015
  • CsCl 구조를 가지는 CoX(X = Ti, V, Nb) 이원화합물에서 (001) 표면계의 전자구조를 제일원리 전자구조 계산방법을 이용하여 계산하고 표면자성을 연구하였다. Co 원자로 끝나는 CoTi(001)계에서 표면 Co 원자의 자기모멘트는 가운데 층 Co 원자에 비해 상당히 증가한 $1.19{\mu}_B$였다. V 원자로 끝나는 CoV(001) 표면계에서 표면 V 원자의 자기모멘트는 가운데 층의 2.5배로서 $1.64{\mu}_B$이고, Co 원자로 끝나는 계에서 표면 Co 원자의 자기모멘트는 $1.34{\mu}_B$로 덩치 Co 원자에 비해 다소 감소하였다. CoNb(001)계에서 Nb 원자로 끝나는 계의 경우, 표면 Nb 원자의 자기모멘트는 가운데 층 Nb 원자에 비해 다소 감소한 $0.26{\mu}_B$였으며, Co 원자로 끝나는 표면계의 경우 자성이 사라졌다.

Electronic structure and magnetism of catalytic material Pt3Ni surfaces: Density-functional study

  • Sharma, Bharat Kumar;Kwon, Oryong;Odkhuu, Dorj;Hong, Soon Cheol
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2012년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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    • pp.172-172
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    • 2012
  • A Pt-skin $Pt_3Ni$(111) surface was reported to show high catalytic activity. In this study, we investigated the magnetic properties and electronic structures of the various oriented surfaces of bulk-terminated and Pt-segregated $Pt_3Ni$ by using a first-principles calculation method. The magnetic moments of Pt and Ni are appreciably enhanced at the bulk-terminated surfaces compared to the corresponding bulk values, whereas the magnetic moment of Pt on the Pt-segregated $Pt_3Ni$(111) surface is just slightly enhanced because of the reduced number of Ni neighboring atoms. Spin-decomposed density of states shows that the dz2 orbital plays a dominant role in determining the magnetic moments of Pt atoms in the different orientations. The lowering of the d-band center energy (-2.22 eV to -2.46 eV to -2.51 eV to -2.65 eV) in the sequence of bulk-terminated (100), (110), (111), and Pt-segregated (111) may explain the observed dependence of catalytic activity on surface orientation. Our d-band center calculation suggests that an observed enhanced catalytic activity of a $Pt_3Ni$(111) surface originates from the Pt-segregation.

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주기적 결함을 가진 철 단층의 전자구조와 자성 (Electronic Structure and Magnetism of Fe Monolayer with Periodic Defects)

  • ;;이재일
    • 한국자기학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.161-164
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    • 2009
  • 주기적 결함이 철 단층의 자성에 미치는 영향을 탐구하기 위해 전전자 총퍼텐셜 보강평면파 에너지 띠 방법을 이용하여 전자구조를 계산하였다. 결함은 원자 한 개가 빈 점결함, 각기 3개, 5개, 7개의 원자자리가 비어 있는 I 자형, + 모양, H 자 모양을 고려하였다. 빈자리에 가까이 있는 철 원자의 자기모멘트가 가장 컸으며, 결함의 원자수가 증가할수록 그 값도 증가하여, 점결함의 경우 3.08 보어마그네톤이었으며, I 자형, + 모양 및 H자 모양의 경우 각기 3.09, 3.15, 3.30 보어마그네톤이었다.

Heusler 화합물과 Zinc-blende 구조를 가지는 반쪽금속으로 이루어진 초격자의 전자구조와 자성 (The Electronic Structure and Magnetism of Superlattices Consisted of Heuslerand Zinc-blende Structured Half-metals)

  • 조이현;;이재일
    • 한국자기학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.163-167
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    • 2008
  • 반쪽금속성의 향상을 위한 탐구로 Heusler 구조를 가지는 반쪽금속 $Co_2MnSi$와 zinc-blende 구조의 반쪽금속인 MnAs로 이루어진 초격자계의 자성을 전자구조 계산을 통하여 연구하였다. 여기에서 고려한 초격자계로는 각기 m(=2,4) 층의 $Co_2MnSi$(CMS) 박막과 n(=2,4) 층의 MnAs(MA) 박막이 (001) 방향으로 쌓인 4개의 계 CMS(m=2,4)/MA(n=2,4) 를 고려하였다. 전자구조 계산은 일반기울기 근사(Generalized Gradient Approximation)를 채택한 총퍼텐셜보강평면파(Full-potential Linearized Augmented Plane Wave) 방법을 이용하였다. 계산된 스핀분극 상태밀도는, 고려한 4개의 계 모두가 반쪽금속성을 가지지 않음을 보여주고 있다. 각 원자별 자기모멘트로부터 CMS2/MA2 및 CMS2/MA4 계에서는 Mn 원자들이 반강자성적 결합을 하게됨을 알았다. 각각의 초격자계에 대한 원자별 상태밀도를 덩치 $Co_2MnSi$와 MnAs의 상태밀도와 비교함으로써 초격자 형성이 자성과 반쪽금속성에 미치는 영향을 고찰하였다.